CN1045513C - 在电视系统中补偿荧光物偏离的装置 - Google Patents

Abstract

在一种投影电视系统中，当荧光物偏离补偿网络被包含在包括兰阴极射线管驱动放大器的共射极晶体管的射极电路中。偏心补偿网络包括连接在共射极晶体管的发射极与偏置电压源之间的分压器，以及其基极与分压器内的一点相连且其集电极--发射极通路与在共射极晶体管的发射极和可变偏置电压源之间的增益改变电阻相串联的第二晶体管。分压器决定使第二晶体管导通的驱动电流电平，从而决定施行偏离补偿的点，增益改变电阻决定补偿量。

Description

在电视系统中补偿荧光物偏离的装置

本发明涉及一种可用来补偿可用于投影电视系统的阴极射线管的所谓的兰荧光物“偏离”特性的装置。投影电视系统包括三个单独的阴极射线管(CRT)，每个有对应于红、绿或兰色的不同屏幕荧光物。分别的驱动放大器，即驱动器对由一个信号处理部分产生的分别的较低电平的红、绿和兰视频信号放大，并分别将较高电平的红、绿、兰视频信号耦合到分别的CRT的电子枪。一般，视频驱动信号被耦合到CRT的阴极。响应于相应的视频驱动信号，CRT产生一电子束，后者撞击相应的屏幕荧光物以使之发出具有对应于相应颜色的特定波长的光输出。CRT产生的光输出被一光学系统传送到一屏幕，在那里再现合成的彩色图象。

CRT产生的光的强度是电子束强度的函数，而电子束强度又是耦合到电子枪的驱动信号的幅度的函数。当耦合到驱动器的视频信号的幅度高时，CRT可望产生相应的高强度光输出。然而，随着驱动信号幅度增大，荧光物把束电流转换成光的效率会下降或“偏离”。尤其是兰荧光物会出现这个问题。更具体地，对CRT的驱动越强，兰荧光物的效率就越是比红和绿荧光物的效率低。这种不一致性，起因于为使得到兰的荧光化含物以所需的波长发射光所需的掺杂。

兰荧光物效率不高或偏离的问题，主要表现在两个方面。第一个涉及“白平衡”即灰度保持，第二个涉及色保真。

先考虑白平衡，彩色电视系统保持恒定的白平衡或灰度是非常重要的。当表示红、绿和兰视频信号的“白”被耦合到图象再现装置时，它应产生“白”图象。白可以多种色调出现。例如，白炽灯产生的“白”光，看上去比荧光灯产生的“白”光要“黄”。白的色调可用所谓的“色温”来定量。色温可通过设定红、绿和兰CRT束电流的幅值比来调节。常见的一个色温值，被定为9300°K，并对应于总驱动电流的下列红(R)、绿(G)和兰(B)驱动电流比率：

R＝12.9％

G＝48.9％

B＝38.2％

若三个CRT的荧光物的效率一致，则当驱动电流的幅度一起增加时，保持这些比率，会产生有给定恒定色温的“白”图象。然而，上述的不一致性造成图象的峰值“白”部分的极有害的发黄。

在色保真方面，也希望色度一致。色彩(或色调)是由不同于产生白色所需的红、绿和兰电流比率产生的，当驱动电流的幅度一起增大时，特定的色彩应保持不变。某些色彩受兰荧光率低效率的影响比另一些大。肉色色调是很重要的。兰荧光物的偏离，使肉色偏向绿。当然这是有害的。

以前对兰荧光物偏离问题的解决方案，涉及在兰荧光物效率开始偏离处提高兰CRT中的电流的电路。通常，把一个可切换增益元件加到兰CRT驱动器上，以有选择地增大驱动器的增益，从而相应增大CRT的驱动电流。额外的电流增强了电子束，并使兰荧光物得到更强的驱动，从而增大了兰CRT的光输出，额外的兰光输出恢复了图象的白平衡即色调。从另一角度看，在某些输入电平，改变了规定的电流比，以补偿兰荧光物的偏离。

图1和2显示了带有本发明人所知道的相应先有兰偏离补偿网络的投影电视系统的示图，在分别描述相应的偏离补偿网络之前，先描述这些图中所示的装置的共用部件。

在这些图中，视频信号处理单元10提供了分别耦合到CRT驱动器12R、12G和12B的较低电平的红(R)、绿(G)和兰(B)视频信号。CRT驱动器12R、12G和12B放大并倒相相应的低电平视频输入信号，以产生适于驱动相应的红、绿和兰CRT14R、14G和14B的较高电平的视频输出信号。红、绿和兰CRT14R、14G和14B的光输出，被一光学系统(未显示)引到一屏幕(未显示)，在那里它们被结合以产生复合图象。

除了兰偏离补偿网络外，CRT驱动器12R、12G和12B实际上完全相同，因而将只详细描述兰CRT驱动器12B。所示的兰CRT驱动器12B，仅包括构成共发射极放大器的晶体管QD，虽然应理解到实际的CRT驱动器一般更复杂。较低电平的兰视频输入电压VIN被耦合到晶体管QD的基极，而在晶体管QD的集电极产生了较高电平的视频输出电压VOUT。晶体管QD的发射极经发射极电阻RE1耦合到信号的地，且其集电极经集电极电阻RC耦合到较高电压源B+。晶体管QD的集电极经电阻RK耦合到兰CRT14B的阴极。随着视频输出电压VOUT从消隐即黑(BLANK)电平下降，CRT14B的束电流和兰光输出增加。包括电阻RE2，可变电阻RE3和可调节偏置电压源VBIAS的串联组合的网络，与发射极电阻RE1相并联耦合，可变电阻RE2得到调节以调节驱动器12B的增益，并被用于调节色温。偏置电压VBIAS得到调节，以使驱动器12B及CRT14B在视频输入电压VIN的消隐(BLANK)电平被截止。

图1和2中所示的兰偏离补偿网络的运行，均是通过在对应于兰荧光物变得效率较低的点的输入电压VIN的幅度处，增大晶体管QD的发射极电流，从而相应增大集电极电流、减少输出电压VOUT、增大兰束电流、并增大兰光输出而实现的。

在图1所示的装置中，兰偏离补偿网络包括二极管CRB和与晶体管QD的发射极电路的电阻RE2并联的电阻RB的串联组合。在此连结中，随着流过电阻RE2的电流，由于输入电压VIN的增大而增大，电阻RE2上的电压增大并最终将变得足以使二极管CRB导通。结果是，晶体管QD的发射极电流由于流过二极管CRB和电阻RB的串联组合的电流增大而增加。晶体管QD的集电极电流相应增大，输出电压VOUT减小且兰束电流增大。这给兰荧光物提供了额外的激励，以修正偏离。

图1所示的偏离补偿网络，可通过增加与二极管CRB串联且极性相同的一或多个附加二极管，来得到修正。图1所示的偏离修正电路，也可利用极性与二极管CRB相反的齐纳二极管来得到修改。

在结合图1所示的偏离补偿网络中，补偿出现的点，主要由所用的二极管的数目决定，若采用齐纳二极管，则由齐纳电压决定；且电流增加的电平主要由电阻RB的值决定。

在图2所示的装置中，兰偏离补偿网络包括二极管CRB、电阻RB和与晶体管QD的发射极电路的电阻RE1并联的偏置电压源VBOOST的串联组合，在此构造中，随着电阻RE1上的电压因输入电压VIN的增大而增大，二极管CRB最终将被导通。结果是，晶体管QD的发射极电流被流过二极管CRB和电阻RB的串联组合的电流所增加。晶体管QD的集电极电流相应地增加，输出电压VOUT下降，兰束电流增加，且为兰荧电光物提供了附加的激励，以修正偏离。

在结合图2所示的偏离补偿网络中，补偿发生的点主要由偏置电压VBOOST的幅度确定；且电流增大的程度主要由电阻RB的值确定。

可变电阻RE3的调节，影响着结合图1所述的偏离补偿网络所提供的增加量，但它不影响结合图2所述的偏离补偿网络所提供的增加量。由于下述理由，希望可变电阻RE3的调节能影响偏离补偿网络的增益。

各驱动器12R、12G和12B的增益控制可变电阻RE3得到调节，以提供适当的色温。可变电阻RE3在开始时被设在O欧姆。对可变电阻RE3阻值的增加，减小了增益。为调节色温，对应于完全白的图象(所谓的100IRE全场图象)的红、绿和兰视频信号被加到驱动器12R、12G和12B。在此，电视系统的自动束电流限制网络(未显示)限制CRT14R、14G和14B的束电流。通常包括在电视系统中的自动束电流限制网络的运行，是通过检测从CRT高压电源抽取的平均电流，并通过在检测的电流超过预定阈值时减小相应的信道的增益来减小红、绿和兰束电流实现的。若当需增大兰驱动器12B的可变电阻RE3的阻值以降低兰驱动器12B的增益，从而在电视系统产生100IRE的全场图象时达到适当的色温时，在此情况下所需的增加要比不需要调节可变电阻RE3的情况下小。因此，希望兰偏离补偿网络跟踪对可变电阻RE3的调节，就象结合图1所述的偏离补偿网络那样。

在视频信号处理单元10的DC输出状态方面结合图1所述的偏离补偿网络也比结合图2所述的偏离补偿网络优越，如下面所述。

视频信号处理单元10通常包括视频处理集成电路(IC)，该IC在R、G和B输出端产生较大且不可预测的DC偏移。该DC偏移被耦合到各驱动器12R、12G和12B的晶体管QD的基极，并使得希望各驱动器12R、12G和12B的偏置电压VBIAS能被调节，以补偿相应的偏移。在结合图1讨论的那种兰偏离补偿网络中，其中阈值元件被耦合在晶体管QD的发射极和可变偏置电压源VBIAS之间，提高的阈值不受视频信号处理单元10的兰信道DC偏移的影响，因为DC偏移被可调的偏压VBIAS所抵消。然而，在结合图2所讨论的偏离补偿网络中，阈值元件被耦合在晶体管QD的发射极与偏置电压源VBOOST之间，若偏置电压源VBOOST不可调，提升阈值将与在视频处理单元10的B输出端的DC偏移成反比地变化。使偏压VBIAS可调将解决此问题。但是，可调的提升偏置电压源VBOOST将增加系统的成本。另外，补偿DC偏移所需的偏压VBOOST的电平可能不等于所需的提升阈值。

尽管结合图1所讨论的偏离补偿网络比结合图2所讨论的偏离补偿网络优越，它也有某些固有缺点。在结合图1所述的网络的情况下，一或多个二极管，仅粗略地按二极管正向电压的整数倍，提供提升阈值的分立断点，这些分立断点中可能没有一个与荧光物效率开始下降的点重合。另外，此设置的温度敏感性是所用二极管数目的函数。

对于采用齐纳二极管对图1所示装置的改进，应注意到需用低压齐纳二极管。这种齐纳二极管的“导通”电压在很大程度上是流过它的电流的函数。这导致了不可预测的提升阈值。

结合图1和2所述的两种偏离补偿网络，都有一个固有的问题，即提升阀值和提升增益互相依赖性较强，因为决定这些特性的元件互相串联。另外，二极管式切换装置的电容，相对于红和绿信道会有害地影响兰信道的瞬态响应。对于采用齐纳二极管对图1所示装置的改变，应注意齐纳二极管的电容特性倾向于比一般二极管的更显著。另外，二极管的漏电流可能造成不需要的电流提升。

因此，本发明的目的是提供一种在电视系统中补偿荧光物偏离的装置。它能提供结合图1和2所述的装置的尽可能多的好处，并尽量避免它们的缺陷。

根据本发明的一个方面，在电视系统中的补偿荧光物偏离的装置，包括阴极射线管；放大器，它具有接收视频输入信号的输入端(基极)和产生视频输出信号并耦合到CRT的输出端(集电极)；所述放大器具有耦合到所述放大器的所述输出端的主电流通路(集电极至发射极)；其特征在于还包括：一个三端开关器件(QB)，它具有在第一和第二端(集电极和发射极)之间的导电通路和用于控制所述导电通路的导电的控制端(基极)；所述开关器件的所述导电通路与一个第一阻抗部件(RB)串接后连接在所述放大器的所述主电流通路和基准电势点之间；所述开关器件的所述控制端与所述放大器的所述主电流通路耦合，以响应于所述放大器的主电流通路中流过的电流，控制所述开关器件的所述电通路的传导。在流过CRT驱动器的电流通路的电流达到预定阀值时，切换装置的导电通路导通。与结合图1和2所述的装置相比，本装置的至少一个优点是切换阈值相对地独立于增益的改变量。

根据本发明的另一个方面，当CRT驱动器包括具有在第一和第二电极与用于控制导电通道的传导的控制电极之间的导电通道的放大晶体管时，其中第一电极与驱动器的输出端耦合，第二电极与基准电势点耦合，且控制电极与视频信号源耦合，三端装置的导电通路与放大晶体管的第二电极与基准电势点之间的增益改变阻抗串联耦合，且三端装置的控制端与连在放大晶体管的第二电极与基准电势点之间的分压网络中的一点相连。根据本发明的有关方面，可变偏压源可与增益确定阻抗串联，以便能抵消视频信号源的不可预测的DC偏移。根据与本发明有关的另一方面，可把一可调阻抗与偏压源串联，以调节色温。

下面将结合附图描述本发明的这些和其他方面，在附图中：

前面已叙述的图1和图2是投影电视系统的输出级的示意图，该系统包括带先有技术中已知的兰荧光物偏移补偿网络的兰CRT驱动器；

图3是一种投影电视接收器的输出级的示意图，该接收器包括带有根据本发明构成的兰荧光物偏离补偿网络的兰CRT驱动器；

在图1、2和3中，相应的元件和信号以相同或相似的方式标明。图3所示的设置中与前面结合图1和2所描述的相同的部分，将不再结合图3详细描述。

在图3所示的投影电视系统中，兰荧光物偏离补偿网络的开关装置包括三极管，而不是象在结合图1和2描述的偏离补偿网络中的二极管。采用三极管，使网络的提升阈值确定部分与网络的提升幅度确定部分相隔离。结果，提升阈值相对地独立于提升幅度。

图3所示的偏离补偿网络的基本结构，更接近图1所示的偏离补偿网络的基本结构，而不是图2所示的偏离补偿网络的基本结构。图1所示设置中的电阻RE2，被组成分压器的两个电阻RE2A和RE2B取代。该分压器与可变电阻RE3及三极管QD的发射极与信号地之间的偏压源VBIAS串联，NPN三极管QB的基极与电阻RE2A和RE2B的连接点相连，三极管QB的集电极与晶体管QD的发射极相连，且三极管QB的发射极经电阻RB与电阻RE2B和可变电阻RE3的连接点相耦合。

如在图1和2中的电路所示，可调偏压VBIAS得到设定以补偿视频信号处理单元10的兰(B)输出端处的DC偏移，且可变电阻RE3在开始时被设为0Ω。在这些条件下，电阻RE2A和RE2B可被选择，以确定提升阈值，即偏离补偿开始的点。选择电阻RB来确定提升幅度。提升阈值和提升幅度基本上相互独立，因为包括电阻RE2A和RE2B的偏离补偿网络的阈值确定部分与包括电阻RB的偏离网络的幅度确定部分是在单独的平行通路中，而不是串联。

三极管QD对兰输入电压的较低幅度是不导通的。随着兰视频输入电压的上升，流过三极管QD的集电极--发射极结的电流增大，且三极管QD的发射极电压增大。结果，流经电阻RE2A和RE2B的电流增大。流经电阻RE2A和RE2B的电流实质上相同，因为三极管QB的基极电流幅值较低。当电阻RE2B上的电压降达到三极管QB的正向基极--发射极电压降(Vbe)(通常为0.7V的量级)时，三极管QB导通。当三极管QD导通时，电阻RB与电阻RE2A和RE2B的串联组合有效地并联，实际上，电阻RE2A和RE2B的总电阻比电阻RB的阻值大得多(如在2-4倍的量级以上)，故电阻RB有效地决定了提升幅度。

与结合图1和图2讨论的偏离补偿网络相比，图3所示的兰偏离补偿网络有若干优点。如前面提到的，提升阈值实际上独立于提升幅度。与图1所述的偏离补偿网络相比，它的另一优点是使对提升阈值的选择不仅限于二极管电压降的整数倍或齐纳二极管电压。因此，电容特性不亚于单个二极管且优于齐纳二极管。另外，三极管QD不必象二极管通常那样被驱动至饱和。图3所示的偏离补偿网络还具有结合图1讨论的偏离补偿网络的优点：它没有因在视频信号处理单元10的输出端产生的DC电平而造成的DC偏移问题；且它跟踪可变电阻RE3的色温调节。

虽然结合图3所示的最佳实施例，以举例的方式描述了本发明，但对本领域的人员，多种修正是显而易见的。

例如，虽然结合包括简单的共射极放大器的较简单的CRT驱动器，对本发明进行了描述，本发明显然也可用于其他驱动器结构，如其中用级联放大器取代三极管QD的驱动器。此外，虽然所示三极管QD的负载包括电阻RC，该负载可更复杂并可包括有源器件，如连接在推挽设置中的互补射极跟随器晶体管。还有，虽然最佳实施例的CRT驱动器采用了双极晶体管，本发明也可用于采用场效应晶体管(FET)的CRT驱动器。

对偏离补偿网络本身，虽然在最佳实施例中采用了双极晶体管，也可采用FET晶体管。在此方面也可采用用于控制导电通道的传导的，具有可控导电通道和控制输入端的其他型式的三端开关器件。另外，虽然晶体管QB被描述成从一个确定状态切换到另一状态的器件，但在某些应用中它也可以更渐进的方式运行。

还应注意到，虽然最佳实施例的电路布局提供了图1所示的设置的优点，也可采用其他的，在避免其上述缺陷的同时可能不提供最佳实施例的所有优点的电路布局。

最佳实施例的这些和其他修正均应属于所附权利要求书的范围中。

Claims (8)

1、在电视系统中的补偿荧光物偏离的装置，包括

阴极射线管(14B)；

放大器(QD)，它具有接收视频输入信号的输入端(基极)和产生视频输出信号并耦合到CRT的输出端(集电极)；所述放大器具有耦合到所述放大器的所述输出端的主电流通路(集电极至发射极)；其特征在于还包括：

一个三端开关器件(QB)，它具有在第一和第二端(集电极和发射极)之间的导电通路和用于控制所述导电通路的导电的控制端(基极)；所述开关器件的所述导电通路与一个第一阻抗部件(RB)串接后连接在所述放大器的所述主电流通路和基准电势点之间；所述开关器件的所述控制端与所述放大器的所述主电流通路耦合，以响应于所述放大器的主电流通路中流过的电流，控制所述开关器件的所述电通路的传导。

2.根据权利要求1的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述开关器件的所述控制端(基极)与一分压器(RE2A，RE2B)的第一和第二端之间的一点耦合；所述分压器耦合在所述第一晶体管(QD)的所述第二电极(发射极)和所述基准电势点之间。

3、根据权利要求2的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述分压器(RE2A，RE2B)与所述第一晶体管(QD)的所述第二电极(发射极)和所述基准电势点之间的一偏置电压源(VBIAS)相串联。

4、根据权利要求3的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述偏置电压源(VBIAS)是可调的。

5、根据权利要求2的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述开关器件(QB)的所述第一端(集电极)与所述分压器(RE2A，RE2B)的所述第一端耦合，而所述开关器件的所述第二端(发射极)通过所述第一阻抗元件(RB)与所述分压器的所述第二端耦合。

6、根据权利要求5的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述分压器的所述第二端通过包括一第二阻抗器件(RE3)的通路与所述基准电势点相耦合。

7、根据权利要求5的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述分压器的所述第二端通过包括一第二阻抗器件(RE3)和一偏置电压源(VBIAS)的通路而与所述基准电势点相耦合。

8、根据权利要求7的在电视系统中补偿荧光物偏离的装置，其特征在于：

所述第二阻抗器件(RE3)和所述偏置电压源(VBIAS)是可调的。